JPH03113167A

JPH03113167A - 自動変速機

Info

Publication number: JPH03113167A
Application number: JP1252869A
Authority: JP
Inventors: Kaoru Inoue; 薫井上
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1989-09-28
Filing date: 1989-09-28
Publication date: 1991-05-14

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、歯車式変速機の変速操作をアクチュエータの
作動によって自動的に行う自動変速機に関するものであ
る。

（従来の技術）従来より、車両の駆動系で、エンジン出力がクラッチを
介して伝達される歯車式変速機において、この歯車式変
速機の変速操作を電子制御によるアクチュエータの一作
動で自動的に行うようにした自動変速機が、トルクコン
バータを備えた自動変速機より伝達効率が高く燃費性の
点で有利であることから種々提案されている。

そして、上記のような歯車式変速機による自動変速機に
おいて、変速時の同期回転をマニュアルミッションでの
摩擦を利用した機械式同期装置を採用し、アクチュエー
タの作動で上記機械式同期装置を操作して変速を行うも
のでは、アクチュエータの作動に伴う機械式同期装置に
おる同期時間が長Ｘ１特に、アクセルが踏み込まれてい
る状態で自動クラッチ操作に連係して変速が行われると
、ギヤが切替わって次にクラッチが接続されるまでの時
間が長いために起こる空走感があり、速やかな変速操作
がされることが望まれている。

上記点に対し、変速歯車の噛み合いを、エンジンのスロ
ットルバルブの開閉制御でエンジン回転数を被駆動メン
バーの回転数に同期させて切換える変速制御装置の技術
が、例えば、特開昭５９−５０２５８号公報に見られる
ように公知である。

（発明が解決しようとする課題）しかして、上記のようにエンジン回転数の制御によって
歯車式変速機の変速時の同期駆動を行うようにしたもの
では、スロットルバルブを操作してから実際にエンジン
回転数が変化するまでには時間遅れがあって、同期時間
の短縮が十分に図れていない問題を有する。

そこで本発明は上記事情に鑑み、アクチュエータの作動
によって歯車式変速機の変速を行うについて、変速時の
同期時間の短縮を図るようにした自動変速機を提供する
ことを目的とするものである。

（課題を解決するための手段）上記目的を達成するため本発明の自動変速機は、エンジ
ン出力軸にクラッチを介して接続される歯車式変速機を
備え、該歯車式変速機の変速操作をアクチュエータの作
動によって自動的に行うものであって、クラッチの出力
側回転が伝達される歯車式変速機の入力軸を回転駆動す
る同期駆動手段を設けると共に、変速時にギヤ比の変化
に対応して前記入力軸が所定の同期回転数となるように
上記同期駆動手段の駆動を制御する同期制御手段を設け
て構成したものである。

（作用）上記のような自動変速機では、変速開始時にはまずクラ
ッチが切れるのに伴って、同期制御手段の制御に基づく
同期駆動手段の作動によって、変速機の入力軸を所定の
同期回転数まで駆動するものであって、上記変速時回転
同期が速やかに行えるようにしている。

（実施例）以下、図面に沿って本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例の自動変速機の概略構成を示
している。

自動変速機１は、エンジン（図示せず）の出力がクラッ
チ２を介して入力されるものであり、複数の変速段（実
施例では前進３段後進１段）に形成されたギヤ列を有す
る歯車式変速機３を備えている。

前記クラッチ２は、エンジン出力に直結されるクラッチ
入力軸５と、変速機３の入力軸１５に直結されるクラッ
チ出力軸６とを備え、上記クラッチ入力軸５には該入力
軸５に沿って移動自在にプレッシャプレート７がスプラ
イン嵌合され、クラッチ出力軸６の対向端部にはクラッ
チ板８が固着され、両者の圧接によって動力伝達を行う
ものである。そして、上記プレッシャプレート７の移動
をクラッチアクチュエータ９（サーボモータ）によって
行うもので、このクラッチアクチュエータ９の作動によ
ってボールネジ１０を進退移動し、フォークト１を介し
て前記プレッシャプレート７を移動するように構成され
ている。また、上記クラッチアクチュエータ９には、ク
ラッチ位置検出用エンコーダ１２が付設されている。

一方、前記歯車式変速機３は、上記クラッチ出力軸６に
直結されている入力軸１５と、該入力軸１５と平行に配
設されたメインシャフト１６と、該メインシャフト１６
の一端で出力ギヤ１７によって駆動される出力軸１８と
を備えている。入力軸１５には所定径の変速ドライブギ
ヤ１９ａ〜１９ｄが固着され、メインシャフト１６には
上記入力軸１５の変速ドライブギヤ１９ａ〜１９ｄと選
択的に噛合する変速ドリブンギヤ２０ａ〜２０ｄが摺動
自在にスプライン嵌合されている。そして、上記変速ド
リブンギヤ２０ａ〜２０ｄは２つが１組に形成され、セ
レクタ２１．２１を介してそれぞれ変速アクチュエータ
２２．２３が連係され、この第１および第２変速アクチ
ュエータ２２．２３の作動によって変速ドリブンギヤ２
０ａ〜２０ｄがスライド移動されて噛合状態の切換えで
ギヤ比を切換える変速が行われる。

さらに、上記歯車式変速機３の入力軸１５のクラッチ出
力軸６と反対側には、該入力軸１５を回転同期駆動する
同期サーボモータ２５による同期駆動手段Ａが設置され
、この同期サーボモータ２５にはモータ電流を検出する
電流センサ２６が付設されている。この同期サーボモー
タ２５の変速に伴う回転制御は、同期制御手段Ｂによっ
て行われる。

この同期制御手段Ｂには、前記入力軸１５の回転数を検
出する入力回転数検出センサ２８からの入力回転数信号
、および、出力軸１８の回転数を検出する出力回転数検
出センサ２９からの出力回転数信号がそれぞれ入力され
る。さらに、後述の変速制御手段Ｃから変速信号（変速
比信号）が入力される。なお、上記入力および出力回転
数検出センサ２８，２９は、変速ドライブギヤ１９ａお
よび出力ギヤ１７に対して、該ギヤの歯の通過を検出し
てパルス信号を発する磁気センサが設置されてなる。

さらに、走行状態に対応した変速段に変速するように、
前記クラッチアクチュエータ９および変速アクチュエー
タ２２．２３に対して変速制御手段Ｃから駆動信号が出
力される。そして、上記変速制御手段Ｃには、前記エン
コーダ１２からのクラッチ位置信号、および、変速判定
を行うために、エンジンのスロットル開度を検出するス
ロットルセンサ３１からのスロットル開度信号、車両の
走行車速を検出する車速センサ３２からの車速信号が入
力されると共に、前記同期制御手段Ｂからモータ電流信
号が、入力される。

前記変速制御手段Ｃは、第３図に示すような変速マツプ
Ｍに基づいてスロットル開度と車速によって求まる走行
状態が変速ラインを横切った際に、変速信号を前記クラ
ッチアクチュエータ９および変速アクチュエータ２２．
２３に出力する。また、この変速信号は同期制御手段Ｂ
にも出力され、それぞれのアクチュエータの作動タイミ
ングを調整し、同期制御手段Ｂは変速信号出力時に、ク
ラッチ２が切れる前から変速前後のギヤ比の変化および
出力回転数とによって求まる変速後の同期回転数に相当
する駆動信号を同期サーボモータ２５に出力し、該同期
サーボモータ２５のモータ電流から空燃比の作動状態を
監視し、クラッチ２が切れると共に同期回転数となると
変速を行うように制御するものである。

前記変速制御手段Ｃおよび同期制御手段Ｂは、第２図の
ブロック図にその一部を示すようなコントローラ３０に
よって構成されるものであり、入力および出力回転数検
出センサ２８，２９の信号がタイマＴＩＭＥＨに入力さ
れてパルスの間隔がカウントされる。

第４図は変速動作（１−２速シフトアツプ変速）におけ
るタイムチャートを示し、（Ａ）は入力軸回転数すなわ
ち同期サーボモータ回転数を示し、当初はクラッチ２は
接続状態で、エンジン回転数（車速）の上昇に伴いａ点
で変速指令が出力されると、ＣＢ）のクラッチ位置はク
ラッチアクチュエータ９の作動量に伴って、クラッチ２
を切る方向に作動が開始され、０点からクラッチ２が切
れ始め、ｄ点で完全に切れるものである。

そして、上記クラッチ２が切れ始める０点より前のｂ点
において、同期サーボモータ２５に対して同期回転数に
相当する回転速度指令（駆動信号）を出力する。この同
期回転数は、出力軸１８の出力回転数検出センサ２９か
ら得られた出力回転数に２速のギヤ比を掛けて求めた、
２速に切換えられた時の回転数である。しかし、このｂ
点ではクラッチ２はまだ接続されており、入力軸１５は
上記同期回転数より高い回転数で駆動されており、（Ｄ
）のように、同期サーボモータ２５には大きな負荷電流
が流れる。このモータ電流を電流センサ２６によって検
出しつつ監視し、クラッチ２が切れるのに従ってこのモ
ータ電流は急に低下し、同期サーボモータ２５に対する
負荷がなくなったｄ点がクラッチ２が完全に切れた状態
であり、この状態でクラッチアクチュエータ９の作動を
停止しておく。

続いて、上記のようにクラッチ２が切れた時点から、（
Ｃ）のように変速アクチュエータ２２゜２３を駆動する
。この変速アクチュエータ２２゜２３が作動する時間内
に、入力軸回転数は次第に低下して回転同期が成立し、
ギヤの噛み合い状態がニュートラルを経て切り換えられ
る。そして、変速が終了するようなｅ点において、前記
同期サーボモータ２５に対する電流をカットしてその入
力軸１５の同期回転を終了する。この後、クラッチアク
チュエータ９を接続方向に徐々に作動させて、ｆ点の半
クラッチを経て接続され、変速を終了する。上記のよう
に変速の切換えに必要な時間は、はぼクラッチ２を切る
時間と変速アクチュエータ２２．２３が動く時間で決ま
り、短時間に変速操作が完了する。

また、上記のようにクラッチアクチュエータ９は同期サ
ーボモータ２５の負荷を監視しながらクラッチ操作を行
い、クラッチ２が切れた瞬間のクラッチの位置を保持す
ることで、次に半クラッチにして接続するまでの時間の
短縮が行える。また、前記同期サーボモータ２５は、入
力軸１５に直結状態で、変速時以外は常時エンジンによ
って回転されており、発電機として利用可能である。

第５図は上記のようなコントローラ３０による変速処理
を説明するためのフローチャートで、変速判定処理につ
いては省略している。変速マツプＭに基づいて変速開始
となると（Ｓｌ）、まず、ステップＳ２で変速後のギヤ
比における回転同期を得るための回転数を求めて速度指
令を同期サーボモータ２５に出力してから、クラッチア
クチュエータ９を作動してクラッチ２を弛める（Ｓ３）
。

ステップＳ４はモータ電流が急に減少したか否かを判定
し、こ、の判定がＹＥＳとなった時点がクラッチ２が完
全に切れた状態であり、その場合には、ステップＳ５で
クラッチアクチュエータ９の作動を停止して保持する。

そして、変速段の変化に対応する変速アクチュエータ２
２．２３を駆動して、ギヤの噛み合いを切換える。

切換えが終わると、ステップＳ７でクラッチアクチュエ
ータ９を前記保持状態から逆方向に徐々に作動してクラ
ッチ２を徐々に接続し、ステップＳ８でこのクラッチ２
が完全に接続されたか否かを判定し、この判定がＹＥＳ
となるまでステップＳ７のクラッチ２の接続操作を継続
し、クラッチ２が完全に接続した時点でクラッチアクチ
ュエータ９の作動を停止して変速を終了する（Ｓ９）。

なお、歯車式変速機３の変速機構は上記実施例の構造の
ほか、同期機構を備えていない従来公知の機構に適宜設
計変更可能である。また、クラッチ２の構造についても
同様に変更可能である。

（発明の効果）上記のような本発明によれば、クラッチの出力側回転が
伝達される歯車式変速機の入力軸を回転駆動する同期駆
動手段を設けるとともに、変速時にギヤ比の変化に対応
して入力軸が所定の同期回転数となるように回転駆動手
段の作動を制御する同期制御手段を設けたことにより、
変速開始時にはまずクラッチが切れるのに伴って、変速
機の入力軸を所定の同期回転数まで速やかに駆動するこ
とができ、変速時の同期時間を短縮して空虚感をなくし
た良好な自動変速が行えるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の自動変速機の概略構成図、第２図はコントローラのブロック図、第３図は変速パターンを示すマツプ図、第４図は変速動
作におけるタイムチャート図、第５図はコントローラの
処理を説明するためのフローチャート図である。１・・・・・・自動変速機、２・・・・・・クラッチ、
３・・・・・・歯車式変速機、９・・・・・・クラッチ
アクチュエータ、１５・・・・・・入力軸、１６・・・
・・・メインシャフト、１７・・・・・・出力軸、２２
．２３・・・・・・変速アクチュエータ、２５・・・・
・・同期サーボモータ、２６・・・・・・電流センサ、
２９・・・・・・出力回転数検出センサ、Ａ・・・、・
・・同期駆動手段、Ｂ・・・・・・同期制御手段、Ｃ・
・・・・・変速制御手段。ｒｈｏぬ仝、′ぐ→ト乏・吹第図時間

Claims

【特許請求の範囲】

（１）エンジン出力軸にクラッチを介して接続される歯
車式変速機を備え、該歯車式変速機の変速操作をアクチ
ュエータの作動によって自動的に行う自動変速機におい
て、クラッチの出力側回転が伝達される歯車式変速機の
入力軸を回転駆動する同期駆動手段を設けると共に、変
速時にギヤ比の変化に対応して前記入力軸が所定の同期
回転数となるように上記同期駆動手段の駆動を制御する
同期制御手段を設けたことを特徴とする自動変速機。